Монохромность | |
---|---|
Монохроматия является болезненным состоянием зрения человека, но является нормальным для ластоногих (таких как Neophoca cinerea, показанных здесь), китообразных, совообразных обезьян и некоторых других животных. | |
Специальность | Офтальмология |
Монохроматичность (от греческого « моно» - «один» и « хромо» - «цвет») - это способность организмов или машин воспринимать только интенсивность света безотносительно к спектральному составу (цвету). Организмы с монохромностью называются монохроматами.
Например, примерно 1 из 30 000 человек имеет монохроматическое зрение, потому что цветочувствительные клетки колбочек в их глазах не функционируют. Больные люди могут различать светлый, темный и оттенки серого, но не цвет.
Многие виды, такие как морские млекопитающие, обезьяна-сова и австралийский морской лев (на фото справа), при нормальных условиях являются монохроматами. У людей отсутствие различения по цвету или плохое различение по цвету является одним из нескольких других симптомов тяжелых наследственных или приобретенных заболеваний, таких как, например, наследственная ахроматопсия, приобретенная ахроматопсия или унаследованная монохромность синей колбочки.
Зрение у людей связано с системой, которая включает фоторецепторы палочек и колбочек, ганглиозные клетки сетчатки и зрительную кору головного мозга. Цветовое зрение в первую очередь достигается за счет колбочек. Конусные клетки более сконцентрированы в центральной ямке сетчатки. Это обеспечивает большее пространственное разрешение и цветовую дискриминацию.
Клетки палочек сосредоточены на периферии сетчатки глаза человека. Клетки палочек более чувствительны к свету, чем клетки колбочек, и в основном отвечают за скотопическое (ночное) зрение. Колбочки у большинства людей имеют три типа опсинов с разной спектральной чувствительностью, которые позволяют различать трихроматические цвета, тогда как все палочки имеют одинаковый широкий спектральный отклик, который не позволяет различать цвета. Из-за распределения палочек и колбочек в человеческом глазу люди имеют хорошее цветовое зрение вблизи фовеа (там, где находятся колбочки), но не на периферии (где находятся палочки).
Эти типы дальтонизма могут передаваться по наследству в результате изменений пигментов колбочек или других белков, необходимых для процесса фототрансдукции :
Монохроматия - один из симптомов заболеваний, которые возникают, когда только один вид световых рецепторов в сетчатке человека функционирует на определенном уровне освещения. Это один из симптомов приобретенного или наследственного заболевания, как, например, приобретенная ахроматопсия, наследственная аутосомно-рецессивная ахроматопсия и рецессивная X-сцепленная монохроматия синего конуса.
Есть два основных типа монохромности. «Животные с монохроматическим зрением могут быть либо палочковыми монохроматами, либо колбочками. Эти монохроматы содержат фоторецепторы, которые имеют одну кривую спектральной чувствительности».
У людей, у которых есть три типа колбочек, чувствительные к короткой (S, или синий) длине волны, чувствительные к средней (M или зеленый) длине волны и чувствительные к длинной (L, или красный) длине волны колбочки имеют три различных формы монохромности конуса, названные по классу единственного функционирующего конуса:
Раньше уверенно утверждалось, что большинство млекопитающих, кроме приматов, были монохроматами. Однако за последние полвека накопились свидетельства по крайней мере дихроматического цветового зрения у ряда отрядов млекопитающих. В то время как типичные млекопитающие - дихроматы с S- и L-колбочками, два отряда морских млекопитающих, ластоногие (включая тюленя, морского льва и моржа) и китообразные (включая дельфинов и китов) явно являются монохроматами колбочек, поскольку короткие -чувствительная к длине волны колбочковая система у этих животных генетически неработоспособна. То же самое и с обезьянами-совами из рода Aotus.
Недавнее исследование с использованием ПЦР-анализа генов OPN1SW, OPN1LW и PDE6C показало, что все млекопитающие в отряде Xenarthra (представляющие ленивцев, муравьедов и броненосцев) развивали монохроматность палочек через стеблевого предка.
Исследователи Лео Пайхль, Гюнтер Берманн и Рональд Х. Х. Крегер сообщают, что из множества изученных видов животных есть три плотоядных, которые являются монохроматами шишек: енот, енот -крабоядный и кинкажу, а несколько грызунов являются монохроматами шишек, потому что им не хватает S. конус. Эти исследователи также сообщают, что среда обитания животного также играет важную роль в зрении животных. Они используют пример глубины воды и меньшего количества солнечного света, видимого по мере того, как человек продолжает спускаться. Они объясняют это следующим образом: «В зависимости от типа воды, длины волн, проникающих на самую большую глубину, могут быть короткими (прозрачная голубая океанская вода) или длинными (мутная, коричневатая прибрежная вода или вода в устье)». Следовательно, в некоторых случаях видимая доступность может быть различной. животные приводили к потере ими опсинов S-конуса.
По словам Джея Нейтца, исследователя цветового зрения из Вашингтонского университета, каждый из трех стандартных колбочек, определяющих цвет, в сетчатке трихроматов может обнаруживать примерно 100 градаций цвета. Мозг может обрабатывать комбинации этих трех значений, так что средний человек может различать около миллиона цветов. Следовательно, монохромат сможет различать около 100 цветов.